基于MDA與 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統技術研究與系統實現

舒志強 董建峰 梁 曉 文俊浩 王 靜 秦如玉

(1.重慶大學計算機學院,重慶 400030;2.中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所,北京 100013;3.北京建設信源資訊有限公司,北京 100044)

基于MDA與 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統技術研究與系統實現

舒志強1董建峰2梁 曉2文俊浩1王 靜2秦如玉3

(1.重慶大學計算機學院,重慶 400030;2.中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所,北京 100013;3.北京建設信源資訊有限公司,北京 100044)

結合模型驅動(MDA)技術特點與業務流程管理(BP M)理念,研究并實現一種針對當前勘察設計企業多參與方項目管理需求的系統平臺。首先,提出了一種基于 BPM管理思想的系統框架與實現策略,重點闡述了基于XML的模型驅動實現過程與技術特點;其次,結合勘察設計企業多參與方綜合管理的業務需求,實現了針對多方參與的勘察設計企業項目管理的軟件系統,并對系統相關核心業務模塊及業務特點進行了闡述。

MDA;BP M;勘察設計;多參與方;協作;項目管理

1 引言

隨著勘察設計企業的經營范圍不斷拓展,越來越多的企業已經由“一業為主、兩端延伸”上升到覆蓋工程項目策劃、設計、采購、施工、監理及運營管理的工程“全過程服務”。一方面,業務模式的市場化使得設計企業在保持核心業務的特色化專業化同時,需要加強同業主、采購、施工、運營商等項目各參與方之間的緊密協作;另一方面,一個完整的建筑設計項目可劃分為方案設計、初步設計、施工圖設計、設計現場服務等不同的項目階段,每個階段都需要不同的專業人員參與,項目存在較為嚴格的專業分工和協同作業。在這種多方參與的項目管理中,項目管理者需要借助針對多參與方項目管理業務需求的軟件系統來有效協調和分配企業資源,以獲取最優的業務管理流程。為此,本文結合“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“建筑業信息化關鍵技術研究與應用”之“勘察設計企業信息化關鍵技術研究與應用”課題在 20余家勘察設計企業成功示范應用成果的基礎上,進一步深化探索一種結合流程管理思想(BusinessProcessManagemen,t BPM)及模型驅動 (Model Driven Architecture,MDA)技術的勘察設計企業多參與方項目管理系統。

目前,勘察設計企業多方參與項目的業務需求靈活多變,業務實體、流程、關系、規則、事件等相互交織,又互為影響;企業內部業務流程和數據格式多種多樣,并且各參與方遺留系統集成或演化面臨不同的實現技術與平臺。傳統面向對象技術無法區分業務建模技術和系統開發技術,使得系統在構造過程中業務人員與系統開發人員無法分工協作,系統開發過程難以控制。中間件技術的出現雖然減輕了異構系統的集成負擔,但是眾多的中間件產品不斷發展,難以形成統一的中間件標準。針對以上問題,本文擬采用模型驅動技術,探索一種實現勘察設計企業多參與方項目管理系統輕便性、互操作性、可重用及跨平臺的支撐技術。

多方參與的設計項目平臺目前主要有 Autodesk公司的 Buzzsaw項目協同管理系統以及Bentley公司的 ProjecWtise等,這些系統強調對單個項目設計作業、設計質量過程以及結果的管理控制,而對包括設計項目全生命周期整體管理,以及對多項目綜合管控等方面提供的功能較弱。本文擬將流程管理思想(Business Process Managemen,t BPM)引入到勘察設計企業多參與方項目管理系統,結合模型驅動(Model Driven Architecture,MDA)技術進行業務功能建模與實現、以規范化流程為導向實現項目全局綜合管控和多方數據協作,滿足項目決策層、管控層以及業務層的全方位管理需求。

2 相關概念

2.1 BPM

BPM是一種以構造端到端(end-to-end)卓越的業務流程為中心、持續提高組織業務績效為目的的系統化方法。在流程管理思想體系下,企業的一切皆是流程,從高層的全行業完整的多組織價值鏈,到中層運營管理,直到底層的業務基本活動,均被看作不同層次、不斷交互和具備不斷完善特征的流程。流程可貫穿企業上下,并可向外延伸到企業間協作?；?BPM的信息系統具備柔性、易于集成的系統特點,并且隨著流程的執行和優化,流程中流動的知識會固化到企業里形成企業知識庫,可促進企業向知識型企業轉變[1]。

2.2 MDA

MDA核心思想是讓模型能夠更準確地描述應用,更好地表達業務實現[2]。MDA主要包括平臺無關模型(P latfo rm IndependentMode,l P IM)、平臺相關模型 (Platform specific Mode,l PS M)和代碼(Code)三部分。平臺無關模型(P latfo rm IndependentMode,l P IM)獨立于任何實現技術,用來解決用戶需求定義不精確和對企業業務抽象不準確的問題;平臺相關模型 (Platfo rm Specific Mode,l PS M)是 P IM經轉化規則自動轉換到某一特定應用技術模型,PS M會自動轉化為代碼和部署描述文件。P IM、PS M和 Code代表了對系統不同層次的抽象,能夠使得企業業務管理人員可以把精力集中在創建和完善業務模型上;純系統開發人員,可以專心研究平臺開發技術和模型轉換規則。由于整個系統和開發過程由 P IM發動,其他工作由系統自動完成,因此對于客戶的個性化需求,可以通過調整P IM模型來驅動剩余的工作;并且一套P IM可以在多個 PS M上實現,所以系統能夠實現“跨平臺”性[3]。MDA原理框架見圖 1所示。

圖 1 MDA原理框架示意圖

3 基于MDA與 BPM的勘察設計企業多參與方項目框架設計與技術實現

3.1 基于 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統框架設計

基于 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統旨在通過引入業務流程管理(BPM)思想實現業務流程計算機模型化、標準化。通過實現開發式流程定制、頁面元素自定義和動態菜單的功能將業務流程和業務應用相分離。以勘察設計企業多參與方項目的業務流程定制為中心,通過協調各種業務流程的流轉,實現各多參與方之間的信息交換,同時獲取流程的執行信息以對流程進行持續改進。

本文提出的基于 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統框架主要由資源層、操作系統與應用程序支持層、業務流程服務器層及應用層(客戶端應用程序層)四部分組成,如圖 2所示。其中資源層主要由數據庫管理系統、文件目錄管理系統、網絡服務器等構成,實現系統資源的存儲以及與操作系統或.net服務器通信;應用層(客戶端應用程序層)指各個業務應用層,包括門戶系統、項目管理、費控管理、人力資源管理、知識庫以及各參與方遺留系統等業務應用[4];而業務流程服務層主要由以下部分組成:

(1)流程平臺

主要包括業務規則定義、業務流程監控、人工審批流程模型定義及系統業務流程模型定義四部分。業務規則主要實現企業規則與系統應用程序相分離,使得用戶可以脫離應用程序代碼的約束,靈活快速的定義和維護能反映企業特色的規則。人工任務、系統任務由勘察設計企業業務管理員靜態定義相應業務流程,業務流程與相應業務模型相關聯,由模型驅動(工作流引擎)實現業務功能;所有業務流程情況,可以由流程平臺進行監控[5-7]。

圖 2 BPM業務流程平臺框架示意圖

(2)業務建模平臺

主要包括對權限模型、業務模型、流程模型、表單模型、報表模型、視圖模型及物理存儲模型等XML模型文件建模。完成模型文件的創建、修改、分類、排序、檢索等操作。業務建模過程與模型存儲、訪問執行過程見 3.2節。

(3)系統集成平臺

主要包括數據映射與模型轉換。系統采用模型驅動技術,可以通過對遺留系統進行數據映射,對各參與方企業的遺留系統進行XML建模,通過定義轉換規則,將遺留系統進行模型轉換,實現對各參與方企業系統集成[8-9]。

3.2 基于MDA的勘察設計企業多參與方項目管理系統業務建模與技術實現

基于MDA技術思想開發適合勘察設計企業多參與方項目管理系統的業務建模方法和代碼生成工具,使得應用軟件能夠在企業的組織、信息和流程發生變化時,通過對信息模型的更改,實現對軟件系統業務功能的更改,快速實現系統與企業業務需求發展的同步,保障系統的成功應用[10]。本系統的模型驅動執行過程見圖 3所示。

圖 3 模型驅動執行過程示意圖

業務建模與管理工具完成各個業務模板的數據建模,通過可視化展現方式實現業務人員自定制業務功能,形成基于 XML描述的平臺無關模型(P IM);軟件系統開發人員通過定義模型轉換規則(語義解釋引擎),實現從 XML業務模型轉換為與NET平臺所關聯的平臺相關模型(PS M);最后,通過操作系統、NET服務、數據庫系統(存儲過程)、Web服務將 PS M自動轉換的代碼進行業務功能實現,并在客戶端進行展現。業務建模及模型存儲機制如圖 4所示。

業務模型包括業務報表模型、物理存儲模型、業務視圖模型、表單模型、工作流模型。各個模型實例之間通過全球唯一標識符(Globally Unique I-dentifier,GU ID)進行標識與關聯。其中物理存儲模型用來設置最基本的模型元素,建立與數據庫系統數據表的映射關系,物理存儲模型按照關系型數據庫理論將業務數據轉化為最終的數據庫存儲;視圖模型實現業務功能模塊所涉及的數據檢索結果部分的數據應用建模;業務視圖信息主要對數據視圖進行定義和必要的配置操作,包括對模型實體對象的增刪改操作的定義,并完全支持數據庫系統查詢語法;表單模型主要實現對業務數據的展現。

各個模型根據實際需求以 XML文件形式存儲于文件系統,或是以 XML二進制形式存入數據庫系統,以及采用 XML模型映射數據表,實現 XML模型的持久化?？蛻舳藨贸绦騿訒r,系統首先需要建立與服務器模型庫的聯接,進行客戶端與服務端模型文件版本比較,如果當前需求的模型文件已更新,則需要啟動下載應用進程,將當前應用程序所需求模型文件下載至客戶端模型文件庫,最后經過模型驅動,將模型文件轉化為客戶端所需求的應用程序業務功能。XML模型訪問流程見圖 5所示。

4 基于MDA與 BPM的勘察設計企業多參與方項目管理系統實現

4.1 勘察設計企業多參與方項目管理系統業務功能實現

系統包括二個門戶(企業門戶和項目信息門戶)、綜合辦公、項目前期、項目管理、項目后期、費控管理、決策分析、知識管理、產品數據庫以及系統維護等功能模塊。主要功能模塊如圖 6所示。針對本文研究重心,以下主要針對項目管理與項目門戶進行闡述與展示。

(1)項目管理

本項目管理模式源于有機銜接縱向與橫向的思路,實時在線生成項目甘特圖、人力資源甘特圖、關鍵點控制圖和項目進度圖,動態可視化展現項目進展,實現關鍵控制點自動化控制和項目進度自動化跟蹤,保證項目負責人和管理部門可以隨時隨地通過Web環境直觀了解項目進度、項目執行、工程進度等情況,幫助各參與方更好地了解當前項目動態并采取相應的應對措施,有助于項目負責人對整體項目的全面了解和管理,最終實現對項目活動進行全過程管理。系統功能涵蓋設計項目的所有業務階段,實現對單項目精細化管理和多項目綜合管控的統一。項目計劃管理見圖 7所示,項目過程管理見圖 8所示。

(2)項目門戶

以項目全生命周期管理為戰略目標,為建立、發布和交流項目信息提供統一平臺。在門戶的網頁上可以即時發布各種項目信息,所有項目團隊成員都可以獲取項目概況、工程進展情況、工程照片、設計圖紙、項目進度表、各種項目報告等信息,所有參與方以及社會大眾可以隨時了解項目以及公司的最近公共信息。另外,還可以在門戶網頁上公布各個項目參與方有關負責人員的姓名、聯系方式等信息,訪問者可以方便地通過超級鏈接啟動應用程序給有關人員發送電子郵件、多媒體留言、短息、RTX留言等,還可發起視頻會議。項目門戶功能實現界面如圖 9所示。

4.2 勘察設計企業多參與方項目管理系統業務實現功能特點

本系統以項目管理為核心,采用業務流程管理思想對項目各參與方的資源進行優化整合。圍繞資源、數據和流程三個管理要素,實現對項目合同、分包、成本、質量、以及圖檔等的綜合管控。項目具有主要特點。

4.2.1 面向虛擬組織的授權方式

本系統采用虛擬組織形式,矩陣式結構的項目管理模式,面向虛擬組織實現用戶授權。虛擬組織是由在地理上分布的企業、機構和個人所組成的一種基于共同目標的協作形式,面向虛擬組織實現用戶授權能夠圍繞項目整合多個企業的核心能力和資源,從而降低項目實施風險和人員溝通成本,提高項目管理能力。本系統實現了對二級公司以及外部協作單位的業務和數據授權。系統的業務授權基于角色,不同角色人員登錄系統后,可利用的業務模塊和可收發的流程都會不同,系統可以把角色權限控制到表單內的每個功能點。系統的數據授權基于項目、組織與流程三種方式。對項目而言,只有加入到某項目的人員才能處理該項目的相應業務內容;對各參與方單位而言,其私有數據采用按所在單位進行授權,既避免了企業協同工作時企業內部數據外泄,又實現了企業內部的數據共享;再者,本系統靈活擴展了流程的應用,利用流程過濾參與方之間的數據權限,一項業務發起流程后,沒有參與流程的人員將看不到該業務的任何信息。

4.2.2 以 ISO為導向的文檔動態管理

設計項目質量管理的關鍵數據是設計圖檔,本系統中設計圖檔和項目計劃以及流程緊密關聯,在計劃管理模塊完成項目策劃后,圖檔目錄按照計劃模塊WBS內容自動生成,目錄樹的創建同時可融合設計院的 ISO質量管理標準,通過此模塊與協同設計系統(注:本課題下開發的系統之一)無縫集成,有效解決了設計院長期存在的項目管理與質量管理兩張皮現象,加強了項目進度和質量的信息關聯,增強了部門間的生產協作。

4.2.3 方便、透明、即時的交互協作

本系統基于網絡圍繞設計項目構建了一種信息交流環境,實現了異地設計和同時設計。系統提供正式人工交互流程、非正式討論、信息發布等多種信息交互方式,整合了設計參與方資源,促進企業間協作的同時降低了溝通成本。例如,設計可以通過發起設備請購、采購設計交底等流程的方式將采購融入設計階段,施工圖階段施工方也可以通過發起討論的方式提前介入設計,使設計人員在確保技術可靠的前提下,考慮設計的經濟合理性,擺脫以前不提供完整的設計藍圖就無法進行項目實施的弊端。此外,系統整合了即時通訊工具保證溝通的及時性,流程發起后,流程的處理者會收到 RTX即時消息,也可以收到短信提醒。專業討論的內容有更新時,相關人員會得到 RTX即時提醒。

4.2.4 基于組織級別的輔助決策

系統根據登錄者的角色和所屬組織按照三種級別對項目數據進行過濾,企業決策者能查詢到所有項目的相關數據,本企業的二級單位以及項目群組管理者只能查詢到所參與項目的統計數據,而外部協作單位的查詢范圍只限定于該協作單位相關的項目業務數據。系統通過統計內容拖曳和自定義查詢界面等快捷方式提供自定義查詢功能,用戶可以自定義匯總與查詢,方便了領導者的決策。

5 結束語

本文提出了一種基于MDA與 BPM的勘察設計企業多參與方綜合管理系統實現思路,并詳細介紹了基于 BPM的勘察設計企業多參與方項目系統框架結構、基于MDA技術的勘察設計企業多參與方項目業務建模與實現方法。本文所探討的管理系統在輔助管理者對勘察設計企業多參方項目綜合管控的同時,也促進了各參與方之間的業務數據協同。如何讓用戶更方便快捷的自定義流程和流程之間的邏輯關系,如何結合面向服務架構的理念,進一步優化BPM業務流程模型的松耦合關系,以及結合 BIM技術研究下一代勘察設計企業應用軟件等有待深入研究。

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Research and Implementation of Mult-iparticipantProjectManagement System for Survey and Design Enterprises Based on MDA and BPM

Shu Zhiqiang1,Dong Jianfeng2,Liang Xiao2,Wen Junhao1,Wang Jing2,Qin Ruyu3

(1.College of Computer Science and T echnology,Chongqing University,Chongqing400030,China;
2.Insitution of Building Engineering Sof tware,China Acad emy of Building Research,Beijing100013,China;
3.China Construction Information Resources Co.,Ltd.,Beijing100044,China)

Combining w ith mode-l driven(MDA)technical characteristics and business process management(BPM)concepts,research and imple m entation of the syste m platfo rm,whichwasused tom eet the current needs of mult-i participant projectmanage ment for survey and design enterprises,was presented.Firstly,a system fra m ework and implementation strategies based on BPMwas proposed,which focuses on the XML-based mode-l driven implementation process and technical characteristics;Secondly,the software system ofmult-i participant projectm anagement for Survey and Design Enterprises has been accomplished,taking into account the actual needs of the project managemen;t Finally,the core businessmodules and business characteristics of the system were described.

MDA;BPM;Survey Design;Mult-i participan;t Collaboration;ProjectManagement

F270.7

A

1674-7461(2011)01-0026-07

“十一五”國家科技支撐計劃基金資助項目(2007BAF23B0304)

舒志強(1985-),男,碩士研究生。主要研究方向為面向服務的軟件工程。